[发明专利]一种紫外LED封装方法及封装结构

说明书

技术领域

本发明涉及LED封装领域，尤其是涉及紫外LED的封装方法及封装结构。

背景技术

紫外LED尤其是深紫外(200nm-280nm)LED的封装是LED制造领域中难题之一。紫外光的波长短，能量大，传统的有机固晶胶、有机灌封胶在紫外光辐射下，其主要的C-H，H-N、Si-H、C-Cl等键会吸收紫外光能量，发生断裂，因而导致短期使用就易发生有机胶的黄变、老化和脆化，LED器件的可靠性和寿命均难以满足紫外LED的封装需求。

目前紫外LED尤其是深紫外LED，只能采用无胶封装，具体结构如附图图1所示，其中10为紫外芯片，12为基板，13为陶瓷围挡，14为石英玻璃，15为金丝，该结构摒弃了有机灌封胶，但是芯片到石英玻璃出光面之间，没有任何封装材料，只有空气作为介质。光线从紫外LED的出光面射出，直接进入空气，由于芯片折射率(Nchip≈1.8～2.4)大于空气折射率(Nair＝1)，部分光线在界面发生全反射，造成光损失；然后光线从空气射入顶端的石英玻璃再射到外部空气中，会再次发生部分光线全反射而使得光线损耗，因此这种结构的光线取出率较低。另外该结构导致了产品整体厚度较高，装配步骤较为繁琐、石英玻璃和陶瓷基板的贴合存在可靠性隐患。

发明内容

本发明旨在提供一种紫外LED封装方法及其封装结构，以解决现有紫外LED封装存在光取出率低以及可靠性差的问题。

具体方案如下：

一种紫外LED封装结构，包括封装支架、紫外倒装芯片和石英玻璃，紫外倒装芯片固定安装在封装支架上，并且紫外倒装芯片的两个电极分别与封装支架上的两个电极相电连接，所述紫外倒装芯片的出光面上具有一钝化层，所述石英玻璃与该钝化层键合，使石英玻璃直接固定到紫外倒装芯片上。

优选的，所述钝化层为SiO₂钝化层。

优选的，所述钝化层的厚度为1μm-10μm。

优选的，所述封装支架为陶瓷支架，所述封装支架的周缘设有围挡，所述围挡的高度不小于紫外倒装芯片的厚度。

本发明还提供了一种紫外LED封装结构的封装方法，包括以下步骤，

S1、在紫外倒装芯片的出光面上形成一钝化层；

S2、将紫外倒装芯片固晶在封装支架上，并且使紫外倒装芯片的两个电极分别与封装支架上的两个电极相电连接；

S3、利用活化技术使石英玻璃的待键合面和钝化层都活化；

S4、将经过步骤S3处理后石英玻璃的待键合面和钝化层相贴合，在外力作用下使石英玻璃直接与钝化层键合，从而使石英玻璃直接固定到紫外倒装芯片上。

优选的，步骤S3中的活化技术包括以下步骤，

S31、清洗，对固晶后的封装支架以及石英玻璃进行清洗，以清除封装支架以及石英玻璃上的污染物，并使得紫外倒装芯片的钝化层和石英玻璃的待键合面具有亲水性；

S32、活化，将经过步骤S31处理后的封装支架和石英玻璃放入活化液中，以使石英玻璃的待键合面和紫外倒装芯片的钝化层活化。

优选的，所述活化液包括NH₃.H₂O、H₂O₂和H₂O。

优选的，所述活化液中NH₃.H₂O、H₂O₂和H₂O的体积比为6:(1-12):(1-50)，其中NH₃.H₂O和H₂O₂的质量百分比浓度分别为28％和30％，活化时的反应温度为80℃-130℃，反应时间为1min-40min。

优选的，所述步骤S31中的清洗步骤包括以下步骤，

(1)、用等离子清洗或超声清洗固晶后的封装支架和待键合的石英玻璃,清洗完成后用去离子水冲洗；

(2)、配制体积比为(0.1-10):1的H₂SO₄和H₂O₂混合的清洗液，其中H₂SO₄和H₂O₂的质量百分比浓度分别为98％和30％，将经过步骤(1)处理后的封装支架和石英玻璃放置到清洗液中，将清洗液加热到80℃-130℃，在清洗液中清洗1min-30min，然后再用去离子水冲洗。